CN102639007A - 蛋壳膜分离 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理未分离的蛋壳的方法包括：将未分离的蛋壳放置于包含流体的分离容器中，将空穴作用应用至流体中的未分离的蛋壳以从而将蛋壳膜与蛋壳分离，以及回收蛋壳膜。一种用于处理未分离的蛋壳的装置包括：用于保持流体的分离容器；操作地连接至分离容器的再循环回路；以及至少一个可浸入的混合器，混合器处于再循环回路中以再循环流体和流体内的蛋壳膜和蛋壳。该装置还包括用于从分离容器输送蛋壳膜的膜收集输送器以及定位于分离容器下面的用于从分离容器输送走蛋壳的壳输送器。

Description

蛋壳膜分离
相关申请
本申请要求2010年9月2日申请的美国专利申请No.12/874,575的优先权。
技术领域
本发明涉及用于蛋壳膜分离的方法、装置和系统以及由这种分离方法生产的纯化形式(purified form)的蛋壳膜。
背景技术
本发明解决了若干不同的问题，其中一些在没有受益于本公开之下可能看起来不相关。这些问题包括与蛋壳膜的填埋处理成本、对于各种用途的钙元素需要、以及蛋壳膜中发现的组成成分的需要，但不限于此。这些问题中的一些在MacNeil的美国专利公开No.2003/0209617A1、Thoroski的美国专利No.6,649,203B1、Thoroski的美国专利公开No.2004/0166213A1、以及Abdul Malak的美国专利No.6,790,454B1等中讨论，所有这些文献都整体地通过参考结合于此。
在美国，在20世纪90年代期间蛋类消耗已经增长。在1997年，在美国市场上有超过5000吨的蛋壳膜出售。与支持这种量级蛋类处理所需的处理相关的问题是蛋壳膜填埋处理的成本。这种废料引起了另外的问题，因为还观察到这种类似的孵化废料(hatchery waste)被认为是有气味的。
蛋壳粉用于食品业，包括动物和人类营养供应。除了微量磷和其他微量元素之外，蛋壳提供了大约36-37％的钙元素。除了蛋壳的潜在用途之外，蛋壳膜已知为富含多种不同物质，包括但不限于胶原质、透明质酸、赖氨酸、组胺酸、精氨酸、苏氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯基丙氨酸和色氨酸。这些物质中的一些公知为高价值的物质，但是由于各种问题，这些物质被浪费。尽管蛋壳膜在提取其成分时的巨大潜在价值是共识，但是很少工作已经进行来实现这种价值。而孵化废料继续包括未分离蛋壳，其仍然被发送至填埋场。有很多问题阻碍着蛋壳膜的使用，包括阻碍孵化所或打蛋机构以可使用的形式分离蛋壳膜的问题。就商业环境而言存在着在实验室环境中未显现的另外挑战的具体问题。
一个问题涉及需要用于蛋壳膜分离的连续生产工艺。在孵化环境或打蛋机构环境中，连续地产生废料，并且因此非常期望蛋壳膜也连续地与蛋壳分离。如果不这么做，将会导致明显的问题，那就是，孵化或打蛋操作将会放慢，不是所有的废料将会被处理，废料将需要在其他孵化操作离线时进行处理，或者在这种环境下将是不可接受的类似问题。
发明内容
因此，本发明的基本目标、特点和优点是针对现有技术进行改进。
本发明的又一目标、特点和优点是减少用于蛋类处理中的废料。
本发明的另一目标、特点和优点是从否则将会是蛋类处理废料的物质生产蛋壳粉。
本发明的再一目标、特点和优点是从否则将会是蛋类处理废料的物质生产高价值产品，比如胶原质、透明质酸或其他类型的多肽(polypeptides)。
本发明的再一目标是为孵化所和蛋类生产者提出新的收入流。
本发明的再一目标、特点和优点是提供一种用于从蛋壳分离蛋壳膜的方法。
本发明的再一目标、特点和优点是提供一种降低蛋壳膜中的病原体和杂质的方法。
本发明的再一目标、特点和优点是提供蛋壳的连续处理。
本发明的另一目标、特点和优点是提供蛋壳的自动化处理。
本发明的又一目标、特点和优点是提供可缩放的用于处理蛋壳的方法、装置和系统。
本发明的又一目标、特点和优点是提供经济有效的用于处理蛋壳的方法、装置和系统。
本发明的又一目标、特点和优点是提供不会损坏将从蛋壳膜提取的胶原质、透明质酸或其他物质的用于处理蛋壳的方法、装置和系统。
本发明的又一目标、特点和优点是提供用于处理蛋壳的方法，其允许在远离孵蛋所或打蛋机构的位置处在蛋壳膜上执行提取处理。
本发明的这些和/或其他目标、特点和优点中的一个或多个将从随后的描述和权利要求中变得明显。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于处理未分离的蛋壳的方法。该方法包括：将未分离的蛋壳放置于包含流体的分离容器中，将空穴作用应用至流体中的未分离的蛋壳从而将蛋壳膜与蛋壳分离，以及回收蛋壳膜。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于处理未分离的蛋壳的装置。该装置包括：用于保持流体的分离容器；操作地连接至分离容器的再循环回路；以及至少一个可浸入的混合器，混合器处于再循环回路中以再循环流体和流体内的蛋壳膜和蛋壳。该装置还包括用于从分离容器输送蛋壳膜的膜收集输送器以及定位于分离容器下面的用于从分离容器输送走蛋壳的壳输送器。
附图说明
图1是提供本发明的系统的一个实施例的概观的框图。
图2是示出本发明一个实施例的透视图的框图。
图3是用于使用空穴作用将蛋壳从蛋壳膜分离的装置的视图。
图4是图3所示用于将蛋壳从蛋壳膜分离的装置的俯视图。
图5是示出分离容器的底部及其与图3和4所示壳链板输送器(drag conveyor)的关系的截面图。
图6是示出分离容器内的转向罩的透视图。
图7是示出用于控制未分离蛋壳的处理的控制系统的一个实施例的框图。
具体实施方式
本发明用于将蛋壳膜以提供显著优点和益处的方式从蛋壳分离。尤其，但非限制性地，本发明用于将蛋壳膜以允许连续处理的方式从蛋壳分离以使得分离能在孵化所或打蛋机构处发生，其方式为防止损坏蛋壳膜内的构成成分(比如但不限于蛋壳膜的胶原质或透明质酸或其他构成成分)。
图1是提供本发明的系统10的一个实施例的概览的框图。如图1所示，接收废料12，比如来自孵化所或打蛋机构。废料12由未分离的蛋壳和在破裂工艺之后仍然保留的蛋壳膜构成。尽管使用了词语“未分离”，但是要理解到，其可能存在某种程度的分离。该废料12接收于粉碎部件14处。粉碎部件14(mill component)可使颗粒尺寸的均匀度更大，如果使用的话。粉碎部件14可产生尺寸均匀的废料颗粒15。未分离蛋壳和蛋壳膜的尺寸均匀的废料颗粒15接收于蛋壳膜分离部件16中。本发明预期蛋壳膜分离部件16的众多实施例，并且这里在后面将更详细地描述优选实施例。优选地，蛋壳膜分离部件16提供了孵化所或打蛋机构废料12的连续处理。蛋壳膜分离部件16输出蛋壳膜24和蛋壳18，每种类型的所得产品然后可分开地处理。蛋壳18可输送至研磨部件(grinding component)20以产生蛋壳粉26。蛋壳粉26能以众多方式使用，包括动物营养、人类营养供应、或用于其他应用中。研磨部件20可构造为将蛋壳粉22研磨至与蛋壳粉26的用途相符合的颗粒尺寸。
蛋壳膜24然后可被处理用于任何数量的用途。本发明预期蛋壳膜24可就地处理，或者可以存储或运输27至另一场所。可执行的一种类型的处理使用提取部件28。提取部件28用于从蛋壳膜提取、隔离或收回一种或多种物质。尽管可提取各种类型的多肽，但是特别感兴趣的是胶原质30，以及各种氨基酸32，包括透明质酸(HA)30。这些物质是很难从其他来源获取的和/或昂贵的高价值物质。可执行的其他类型的处理能包括使蛋壳膜24溶化、使蛋壳膜24发酵、或其它处理蛋壳膜24的手段。
图2是提供本发明的实施例的概览的框图。在图2中，孵化所或打蛋机构34被示出为其生产未分离的蛋壳。这些未分离的蛋壳可输送至切碎机36。将未分离的蛋壳输送至切碎机36的一种方式是借助于本发明的装置定位在该处的螺旋输送器(auger)。切碎机36可用来减小未分离的蛋壳的尺寸。尺寸减小的未分离蛋壳然后进入分离器38。分离器38将其分为蛋壳和蛋壳膜。蛋壳膜然后可穿过压带机(belt press)以从膜中去除湿气，并且然后可由输送器42输送至收集容器或进一步处理。蛋壳可由输送器44从分离器38输送至干燥机46或进一步处理。
图3是本发明的系统50的一个实施例的视图。系统50包括分离容器52。蛋壳和蛋壳膜的分离通过空穴作用(cavitation)的应用而发生在分离容器52中。再循环回路54也示出为具有定位于再循环回路54内的可浸入的混合器56。未分离的蛋壳和蛋壳膜放置于分离容器52内。流体混合物也存在于容器中。流体混合物可由水构成，不过也可以使用其他类型的流体。定位于再循环回路54内的可浸入的混合器56在流体中产生空穴，这引起蛋壳膜与蛋壳分离。一旦发生分离，那么分开地回收蛋壳膜和蛋壳。
在图3所示的实施例中，再循环回路54的出口55被示出为包括蛋壳和蛋壳膜的流体混合物可通过该出口进入分离容器52。出口55附近具有转向罩58。转向罩58将撞击转向罩58的流体朝着分离容器52的底部以更向下的方向转向。图6提供了示出转向罩58在分离容器52内相对于再循环回路54的出口55的定位的一个示例的透视图。
在分离容器52的底部处是一系列桨叶74。桨叶74帮助提供洗衣板效应(washboard effect)。容器的底部起洗衣板作用以帮助提升膜。因而，膜悬浮于移动的水中。这种构造帮助延迟蛋壳颗粒立即下沉至容器的底部。因而，这允许蛋壳颗粒在其达到容器底部上的桨叶之前被洗涤数次。该构造还避免了蛋壳颗粒捕获容器底部处的膜颗粒。图5提供了示出蛋壳颗粒下落穿过筛网82中的开口80的截面图。
蛋壳膜悬浮于移动的水中，移动的水将蛋壳膜朝着膜收集输送器66导向。箭头62示出网带64在输送器66上的行进方向。箭头65指示网带64在输送器66上的旋转方向。网带64允许流体排出，仅留下蛋壳膜。示出了多个辊66。在潮湿时，蛋壳膜倾向于粘着至带64并且因而重力不足以去除蛋壳膜。辊66接触膜以将膜从带64释放。一旦膜从带64释放，膜可被去除至压带机。压带机用于进一步从蛋壳膜去除湿气。
蛋壳颗粒从容器52的底部穿过筛网82沉淀入链板输送器68定位于其中的管76。链板输送器68在箭头72所示的行进方向上移动并且具有箭头70所示的旋转。当蛋壳颗粒在向上方向上输送时，水留在后面。因而，这样蛋壳颗粒就从流体混合物中分离出来。
图4是系统50的俯视图，其帮助示出流体的再循环。将混合器56放置在管54中用于在箭头86所示方向上的流体流动。示出了供给接头84，其允许进入的未分离蛋壳接收于管54中。进入的未分离蛋壳可以例如由直接来自打蛋机构的螺旋输送器供给入系统50。
本发明预期蛋壳膜分离工艺可在电子控制之下。图7是示出用于电子控制的一个实施例的框图。在图7中，控制系统100示出为包括智能控制器102。智能控制器102可使用计算机、处理器、微型控制器或其他类型的智能控制器来实施。传感器可电连接至智能控制器102。传感器的例子可包括用于感测分离容器内的流体液位的水传感器104、用于感测流动速率的流动传感器110、以及用于感测整个系统不同马达的状态的马达传感器118。另外，智能控制器102操作地连接至输送器120、螺旋输送器112、切碎机108、喷射泵116，用于控制这些设备的操作。触屏显示器114可操作地连接至智能控制器系统以允许操作者控制分离系统。另外，警报器106可操作地连接至智能控制器系统以在检测到系统内的警报状况时提供警报。当然，其他类型的传感器可在整个系统中用来监控系统部件的状态。类似地，另外的设备可由系统电子地控制，这在具体实施例中可以是适合的。
尽管这里提供了本发明的具体实施例，但是本发明不限于这些实施例。本发明预期所使用的具体方法和所使用的具体结构具有众多变化。本领域技术人员在受益于本公开之下将会理解到，众多变化和替代落入本发明的精神和范围内。

Claims (21)

1.一种用于处理未分离的蛋壳的方法，其包括：
将未分离的蛋壳放置于包含流体的分离容器中；
将空穴作用应用至流体中的未分离的蛋壳从而将蛋壳膜与蛋壳分离；以及
回收蛋壳膜。
2.如权利要求1的方法，还包括再循环所述流体。
3.如权利要求2的方法，其中再循环所述流体包括使所述流体再循环穿过再循环回路。
4.如权利要求3的方法，其中应用空穴作用使用至少一个定位于再循环回路内的可浸入的混合器来执行。
5.如权利要求1的方法，还包括在将未分离的蛋壳放置于分离容器之前粉碎所述未分离的蛋壳。
6.如权利要求1的方法，还包括处理所述蛋壳膜。
7.如权利要求6的方法，其中所述处理包括从蛋壳膜回收一种或多种构成物质。
8.如权利要求1的方法，还包括回收所述蛋壳。
9.如权利要求8的方法，还包括处理所述蛋壳。
10.如权利要求9的方法，其中处理所述蛋壳包括研磨所述蛋壳。
11.如权利要求1的方法，还包括从蛋壳膜去除湿气。
12.如权利要求1的方法，还包括喷射蛋壳膜以减少或消除病原体。
13.一种用于处理未分离的蛋壳的装置，该装置包括：
用于保持流体的分离容器；
操作地连接至分离容器的再循环回路；
至少一个可浸入的混合器，其处于再循环回路中以再循环流体和流体内的蛋壳膜和蛋壳；
用于从分离容器输送蛋壳膜的膜收集输送器；
定位于分离容器下面的用于从分离容器输送走蛋壳的壳输送器。
14.如权利要求13的装置，还包括定位于分离容器内且在再循环回路的出口附近的偏转罩。
15.如权利要求14的装置，还包括多个沿着分离容器的底部定位的混合桨叶。
16.如权利要求13的装置，其中膜收集输送器包括网带。
17.如权利要求13的装置，其中壳输送器是链板输送器。
18.如权利要求13的装置，还包括多个用于从收集器收集蛋壳膜的收集辊。
19.如权利要求18的装置，还包括压带机，所述压带机定位成用于在多个收集辊收集蛋壳膜之后对蛋壳膜施压。
20.如权利要求18的装置，还包括定位成用于喷射蛋壳膜的喷射器。
21.如权利要求13的装置，还包括控制系统，所述控制系统操作地连接至多个传感器和与该装置相联系的多个控制器，并且所述控制系统适于控制未分离的蛋壳的处理。
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